錢增衛(wèi) 徐惠忠

【摘 要】 為進(jìn)一步提高疏浚效率，從上海洋山深水港區(qū)建設(shè)實際出發(fā)，提出耙吸疏浚船采用來回掉頭施工和拉鋸式施工兩種施工工藝。對兩種不同施工方法的施工效率進(jìn)行分析和比較，提出更加優(yōu)化的施工工藝，為促進(jìn)上海國際航運中心建設(shè)作出貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】 洋山深水港區(qū)；港內(nèi)水域；疏浚；施工工藝

0 引 言

目前，上海洋山深水港區(qū)已經(jīng)成為世界最大的集裝箱碼頭，年均集裝箱吞吐量排名世界第一。洋山深水港區(qū)作為全球最大港口上海港的重要組成部分，是上海躋身世界貨運中心的重要依仗，維護(hù)其港區(qū)內(nèi)及航道水深的重要性不言而喻。洋山深水港區(qū)港內(nèi)水域疏浚施工時會遇到靠離船舶多且大、施工區(qū)域小、掉頭范圍小、回旋水域容易淤積等困難，選擇合適的施工方案將有利于提高施工效率。

1 工程概況

洋山深水港區(qū)航道維護(hù)工程疏浚施工包括進(jìn)港航道人工維護(hù)段和港內(nèi)水域。進(jìn)港航道人工維護(hù)段工程由“航浚4003”輪、“新海鯨”輪來完成，港內(nèi)水域疏浚工程由“中昌浚27”輪完成。港內(nèi)施工水域長約6.1 km，寬約690～940 m，設(shè)計底標(biāo)高 15.5 m，橫向邊坡1∶15，縱向邊坡1∶30。根據(jù)《上海市政府采購中心2015年洋山深水港區(qū)航道維護(hù)工程疏浚施工采購項目招標(biāo)文件》及有關(guān)資料，確定港內(nèi)水域的維護(hù)疏浚工程量為180萬m3。

2 港內(nèi)水域施工

由于港內(nèi)水域水深呈現(xiàn)東深西淺、北深南淺的特點，因此港池西邊坡和南邊坡為重點施工區(qū)域。港池北面為碼頭泊位，頻繁靠離的大型集裝箱船對港內(nèi)疏浚船舶的施工造成較大影響；港池西北角是車客渡碼頭，每天頻繁往來的車客船對疏浚船舶在西邊坡施工和掉頭都造成很大影響。

疏浚船舶在泥艙裝滿后需將疏浚棄土拋至上川山拋泥區(qū)，從港內(nèi)水域到上川山拋泥區(qū)的運距為28 km。運泥途經(jīng)航線復(fù)雜，特別是進(jìn)港航道人工疏浚段與“金山航道”在西馬鞍山東部約3 n mile水域處（此處已設(shè)立圓形警戒區(qū)）產(chǎn)生交叉，其他船舶航行時均在此處交匯，再加上漁船穿梭，造成該水域的通航密度很大，這些都給疏浚船舶運泥過程帶來一定干擾。港內(nèi)水域疏浚棄土拋泥路線見圖1。

3 船機(jī)投入

施工船舶具體參數(shù)見表1。

4 兩種施工方法

4.1 來回掉頭施工

4.1.1 作業(yè)方式

施工前期，“中昌浚27”輪利用設(shè)備新、操作靈活、功率大等優(yōu)勢，采用來回掉頭施工。從港池往西邊坡挖泥，至西邊坡掉頭往回操作，如此反復(fù)。來回掉頭施工典型軌跡線見圖2。

4.1.2 施工時間

船舶施工數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果為：平流時，在來往船舶較少、沒有大型集裝箱船進(jìn)出港的情況下，調(diào)轉(zhuǎn)船頭180捌驕枰？ min；在潮流較急、過往船舶少的情況下，調(diào)轉(zhuǎn)船頭180捌驕枰？ min；當(dāng)有船舶來往時，平均掉頭時間需要增加5～6 min；當(dāng)有大型集裝箱船進(jìn)出港時，“中昌浚27”輪須出港避讓。

由于掉頭時受潮流、流壓等因素的影響，掉頭過程中船位會在流的作用下飄移一段距離，這段距離約為400 m，待船舶掉頭完成后，調(diào)整船位上線放耙還需4～5 min。

綜上所述：在正常情況下，整個掉頭過程至少需要8～10 min才能完成；在有船舶往來時，增加5～6 min；當(dāng)有大型集裝箱船靠離時，須出港避讓。疏浚船舶在掉頭時距離西邊坡邊線100 m處就須提前起耙，這會導(dǎo)致西邊坡邊線附近挖深不足，施工效率降低。

4.2 拉鋸式施工

4.2.1 作業(yè)方式

考慮到港內(nèi)水域水深呈現(xiàn)東深西淺、北深南淺的特點，結(jié)合船舶性能、潮汐影響，項目部抓住關(guān)鍵環(huán)節(jié)，及時調(diào)整施工方案，采取拉鋸式施工方法對港內(nèi)水域W3+000―W3+345及西邊坡往西180 m區(qū)域進(jìn)行施工。

該方法是當(dāng)疏浚船挖過淺點后，起耙將耙頭提升離開泥面，然后倒車退回并越過起點，待疏浚船不再存在對地航速時轉(zhuǎn)而微微進(jìn)車，再下耙著地挖泥。拉鋸式施工典型軌跡線見圖3。

4.2.2 施工時間

港內(nèi)航道水域較為狹窄，且碼頭泊位處于營運狀態(tài)，大型集裝箱船頻繁靠離碼頭，加上二期港池西側(cè)頂端為客運碼頭，來往小洋山與舟山群島之間的客船密度較大。當(dāng)大型船舶進(jìn)出港或靠離碼頭時，采取拉鋸式施工的船舶可以靈活改變施工方向、施工距離及施工航速；當(dāng)過往客船及小型船舶穿行施工船船頭時，挖泥駕駛員只需降低航速即可。

根據(jù)施工區(qū)域情況，確定拉鋸式施工布線總長530 m左右。挖泥航速約為1.7 kn，單次挖泥時間平均9 min；倒車航速約為2.5 kn，倒車時間平均7 min。因此，單趟施工時間平均為16 min。

拉鋸式施工方法存在周期短、上線足的特點。施工船舶倒車時，可以根據(jù)測圖淺點區(qū)域機(jī)動靈活改變艏向。

5 數(shù)據(jù)分析對比

5.1 來回掉頭施工數(shù)據(jù)分析

抽取“中昌浚27”輪來回掉頭施工5 d的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，施工區(qū)域為港內(nèi)水域W3+000―W3+345及西邊坡往西180 m，泥泵轉(zhuǎn)速為490 。抽樣日期為4月27日、4月28日、4月30日、5月1日、5月2日。施工數(shù)據(jù)見表2。

由來回掉頭施工抽樣統(tǒng)計16船次數(shù)據(jù)得知：平均每船土方2 540 m3，挖泥航速1.8 kn，下耙深度14.1 m；輕載航行時間94 min，裝艙時間10 min，溢流時間129 min，重載航行時間111 min，拋泥時間10 min，一個周期總時間為354 min。

5.2 拉鋸式施工數(shù)據(jù)分析

抽取“中昌浚27”輪拉鋸式施工5 d的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，施工區(qū)域為港內(nèi)水域W3+000―W3+345及西邊坡往西180 m，泥泵轉(zhuǎn)速為490 。抽樣日期為5月31日、6月1日、6月2日、6月3日、6月4日。拉鋸式施工數(shù)據(jù)見表3。

由拉鋸式施工抽樣統(tǒng)計19船次的數(shù)據(jù)得知：平均每船土方2 535 m3，挖泥航速1.7 kn，下耙深度15.0 m；輕載航行時間93 min，裝艙時間10 min，溢流時間98 min，重載航行時間116 min，拋泥時間10 min，一個周期總時間為327 min。

5.3 施工數(shù)據(jù)對比

來回掉頭施工與拉鋸式施工數(shù)據(jù)對比見表4。

5.4 效率比較

在外部條件基本一致的情況下，拉鋸式施工方法單船挖泥時間比來回掉頭施工單船挖泥時間平均減少27 min，日均增加0.6船次，挖泥效率提升28.45%，施工效率提升8.16%，挖泥效率提升顯著。

6 結(jié) 語

受市場整體形勢變化影響，耙吸疏浚行業(yè)不僅面臨著開拓業(yè)務(wù)范圍的生存壓力，而且還得面對越來越復(fù)雜的工程工況。除了航道、港池等常規(guī)疏浚外，帶有作業(yè)范圍不規(guī)則、面積狹小、礙航等顯著特點的小型疏浚工程成為經(jīng)常遭遇的難點工程，其在工藝選擇、施工難度等方面給工程的實施帶來較大阻力，對耙吸疏浚在技術(shù)、安全、進(jìn)度等方面的考驗同樣不可小覷。拉鋸式施工工藝與來回掉頭工藝的對比為上述難題提供解決方法。

按照常規(guī)耙吸船的施工工藝和質(zhì)量控制相關(guān)要求，施工質(zhì)量的控制重點在于過程，施工質(zhì)量的目標(biāo)控制是過程的持續(xù)改進(jìn)，關(guān)注的都是過程本身。因此，在項目實際管理過程中，在注重施工進(jìn)度控制的同時，更應(yīng)該重視施工工藝的及時調(diào)整。至于選擇拉鋸式施工還是來回掉頭施工，除了考慮兩者的施工效率外，施工難易度、水深條件是否滿足、航行條件等不同工況是否允許，都應(yīng)納入考慮范圍。良好的工況條件、不斷優(yōu)化的施工工藝是耙吸疏浚高效實施的基本條件。